化工工艺学_习题..doc

化工工艺学练习题 一、填空题 化学工艺学是研究由 化工原料 加工成 化工产品 的化学生产过程的一门科学，内容包括 生产方法 、 原理 、 流程 和 设备 。 化学工业的主要原料包括 化学矿 、 煤 、 石油 和 天然气 。 化工生产过程一般可概括为 原料预处理 、 化学反应 和 产品分离及精制 三大步骤。 根据变质程度不同，煤可以分为 泥炭 、 褐煤 、 烟煤 和 无烟煤 ；随变质程度增加 碳 含量增加， 氢 和 氧 含量降低。 化工中常见的三烯指 乙烯 、 丙烯 、 丁二烯 ；三苯指 苯 、 甲苯 、 二甲苯 。 石油是由相对分子质量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的混合物。石油中的化合物可以分为 烷烃 、 环烷烃 、 芳香烃 三大类。 为了充分利用宝贵的石油资源，要对石油进行一次加工和二次加工。一次加工方法为 常压蒸馏 和 减压蒸馏 ；二次加工主要方法有： 催化重整 、 催化裂化 、 加氢裂化 和焦化 等。 辛烷值 是衡量汽油抗爆震性能的指标， 十六烷值 是衡量柴油自燃性能的指标。 天然气的主要成分是 甲烷 。 天然气制合成气的方法有 蒸汽转化法 和 部分氧化法，主要反应分别是 和 。 硫酸生产以原料划分主要有 硫磺 制酸、 硫铁矿 制酸、 冶炼烟气 制酸和石膏 制酸等。 工业气体或废气脱硫方法分为两种，高硫含量须采用 湿法脱硫 ，低硫含量可以采用 干法脱硫 。 SO2氧化成SO3反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，因此， 降低温度 、 提高压力有利于平衡转化率的提高。 接触法制硫酸工艺中主要设备包括 沸腾炉 、 接触室 和 吸收塔 。 硫酸生产工艺大致可以分为三步，包括 SO2的制取和净化 、 SO2氧化成SO3 和 SO3的吸收 。 稀硝酸生产工艺大致可以分为三步，包括 氨氧化制NO 、 NO氧化制NO2 和 水吸收NO2 制酸 。 硝酸生产的原料有 氨 、 空气 和 水 。 浓硝酸生产方法有 直接法 、 间接法 和 超共沸酸精馏法 。 氨的主要用途是 生产化肥 和 硝酸 。 合成氨反应方程式为 ，该反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应。 平衡氨浓度与温度、压力、氢氮比和惰性气体浓度有关。当温度 降低 ，或压力 升高 时，都能使平衡氨浓度增大。 目前合成氨生产的主要原料有两种，它们是 煤 和 天然气 。 甲烷化反应是 CO+3H2=CH4+H2O 。 氯在氯碱厂主要用于生产 液氯 和 盐酸 。 氯碱厂的主要产品一般有 烧碱 、 盐酸 、和 液氯 。 食盐水电解阳极产物是 Cl2 ，阴极产物是 NaOH和H2 。 食盐水电解制氯碱方法有 隔膜法 、 汞阴极法 和 离子交换膜法 。 氯碱生产工艺中，食盐电解槽是核心设备，已知有三种不同的电解槽，它们是 离子膜电解槽 、 隔膜电解槽 、和 水银电解槽 。 尿素合成反应为 。 铬铁矿焙烧主要有两种方法，它们是 有钙焙烧 和 无钙焙烧 。有钙焙烧生产铬盐的主要废物是 铬渣 ，它含有致癌物 六价铬 。 常见的铬盐产品主要有 重铬酸钠 、 重铬酸钾 、 铬酐 和 （铬绿）Cr2O3 。 目前纯碱生产主要有三种方法，它们是索尔维制碱法(氨碱法) 、侯氏制碱法(联碱法) 和 天然碱法 。 索尔维制碱法主要原料是 NH3 、 CaCO3 与 NaCl 。 索尔维制碱法的总反应可以写成2NaCl +CaCO3=Na2CO3+CaCl2，则该反应的原子利用度为 48.85% （已知原子量Na：23，C：12，O：16，Ca：40，Cl：35.5）。 侯氏制碱法主要原料是 NH3 、CO2 与 NaCl 。 侯氏制碱法的主要产品是 Na2CO3 和 NH4Cl 。 湿法磷酸生产的两种主要原料是 磷矿石 和 硫酸 。 磷酸生产工艺主要是根据硫酸钙结晶形式划分的，硫酸钙常见有三种结晶形式，分别是 两水 、 半水 和 无水 。 烷基化最典型的应用是 烷基化汽油生产 和 甲基叔丁基醚(MTBE)生产 。 甲基叔丁基醚(MTBE) 是常用的汽油添加剂，是通过 烷基化 反应生产的。 氯化反应主要有三种类型，分别是 加成氯